Aula_9_Traducao

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Tradução
Modificando o alfabeto molecular
Prof. Dr. Francisco Prosdocimi
Tradução em eukarya e prokarya
Eventos pós-transcricionais
Processo de síntese de proteínas
• RNAm contém o código do gene
• RNAt é o adaptor que liga o mundo do ácido 
nucléico ao mundo das proteínas
• RNAr faz parte do ribossomo e contém a 
enzima que catalisa a ligação entre 
aminoácidos adjacentes
tRNA é o adaptador de Crick
~60-90bp
Transcrição e 
processamento do 
RNAt
• É transcrito de um gene
presente no DNA
• ... E então processado
• Contém o código do 
adaptador
O código genético
• Tradução in vitro de 
sequências de poli-
nucleotídeos conhecidos
• Diferenças nas cadeias 
laterais dos aminoácidos
– Ribozimas X Enzimas
O código genético é redundante
• Gamow: 20 aminoácidos devem ser 
codificados por, pelo menos 3 bases
Leu Pro ArgLisIle
UUA CCU AUU AAA CGG
CUG CCG AUA AAG CGA
Códon: cada grupo
de três nucleotídeos
consecutivos
Open reading frame
• determinação da janela de leitura (ORF)
• Código não-sobreposto
As seis fases de leitura possíveis
5'3' Frame 1
gaggtctggtttgcaactggggtctctgggaggaggggttaagggtggttgtcagtggcc
E V W F A T G V S G R R G - G W L S V A 
5'3' Frame 2
gaggtctggtttgcaactggggtctctgggaggaggggttaagggtggttgtcagtggcc
R S G L Q L G S L G G G V K G G C Q W 
5'3' Frame 3
gaggtctggtttgcaactggggtctctgggaggaggggttaagggtggttgtcagtggcc
G L V C N W G L W E E G L R V V V S G 
3'5' Frame 1
ggccactgacaaccacccttaacccctcctcccagagaccccagttgcaaaccagacctc
G H - Q P P L T P P P R D P S C K P D L 
3'5' Frame 2
ggccactgacaaccacccttaacccctcctcccagagaccccagttgcaaaccagacctc
A T D N H P - P L L P E T P V A N Q T 
3'5' Frame 3
ggccactgacaaccacccttaacccctcctcccagagaccccagttgcaaaccagacctc
P L T T T L N P S S Q R P Q L Q T R P 
Pareamento códon-anticódon
• Pareamento de bases Watson-Crick nas duas 
primeiras bases do códon
– 3’-5’ to 5’-3’ (pareamento anti-paralelo)
Bases oscilantes (wooble)
• A base 3’ do códon
é oscilante
• O contato químico
não é perfeito (3D)
Inosina, derivado de 
Adenina
tRNA contém bases modificadas
• Processamento do
tRNA
Como o aminoácido correto é ligado 
ao tRNA?
• Como o tRNA correto 
é ligado ao 
aminoácido?
• Como o código 
genético funciona 
molecularmente
tRNA-aminoacil sintetases
• Ligam o tRNA e o 
aminoácido
• Reconhecem o 
anticódon e carregam 
o aminoácido correto
Aminoácidos ativados
Ativação do triptofano
Quantas tRNA-aminoacil 
transferases?
• Uma por 
aminoácido?
– Ou uma por códon?
• Uma única 
amino acil 
tRNA sintetase 
liga um 
aminoácido a 
todos os seus 
tRNAs
Classes de tRNA aminoacil 
transferases
Controle da tradução I
• Afinidade da enzima pelo 
tRNA disposto no código
– tRNA errado liga-se 
lentamente e desliga-se 
rapidamente
• A adição do aminoácido 
ao tRNA incorreto é 
muito lenta
Controle da tradução II
• O aminoácido
deve se encaixar
no sítio sintético
da tRNA-aminoacil
-sintetase
• ... e não ao
sítio de edição
• Mecanismo de 
peneira dupla
(des)Controle da tradução III
• Não acontece 
verificação do 
aminoácido na 
tradução
• O controle, 
portanto, é 
feito apenas no 
momento da 
aminoacilação 
do tRNA
O congelamento do código genético
• Conservado em 
praticamente 
todos os organismos vivos
• Maquinaria altamente complexa e eficiente
• Surgiu uma única vez e todos os organismos 
vivos hoje são descendentes do organismo 
onde o código surgiu → adaptação!
Ribossomos
Estrutura 2D e 3D do RNAr
Ribossomos de E. coli
Ribossomos eucarióticos
• O peso do ribossomo se 
deve mais ao componente 
de RNA do que ao 
componente protéico
Ribosomal components
Reciclagem ribossomal
Sítios ribossomais utilizados na 
tradução
Quatro sítios:
um para mRNA e
três (sítio A, P e E)
para tRNA
Prokarya X Eukarya
• RNA policistrônico
Operon
• RNA monocistrônico
interação entre proteínas 
que se ligam a cauda 
poliA e proteínas do 
Complexo de Iniciação
Iniciação da tradução
• Procariotos: Shine-delgarno (Ribosome Binding Site)
• Consenso de Kosak
– hipótese do “scanning” pelo ribossomo
– necessidade do 5’ CAP
GCCRCCAUGG
Start codon
• Normalmente codifica metionina
Iniciação da 
Tradução
• Fatores de iniciação
da tradução
• IF-1 e IF-3
• tRNA carregado
formil-metionina
• Seleção do tRNA
correto
• Somente se pareia o 
anti-códon é que...
• Liga-se também ao
rRNA
Complexo de iniciação
da tradução
• mRNA liga à subunidade 
menor do ribossomo
• tRNA contendo metionina 
(formilada) liga-se ao 
complexo
• Fatores de iniciação da 
tradução ajudam
• Subunidade maior reune-
se ao complexo
Sítios peptidil e 
aminoacil
A U G U U U C U U G A C C C C U G A G G C G U U
Ribossomo
RNA mensageiro
5´ 3´
U A C
H H
-OOC – C – N - COH
R
N-terminal
5´
H
-OOC – C - NH2
R
A U G U U U C U U G A C C C C U G A G G C G U U
U A C
• Formação da 
ligação peptídica
A U G U U U C U U G A C C C C U G A G G C G U U
H
-OOC – C - NH2
R
• Translocação
• Requer GTP
A U G U U U C U U G A C C C C U G A G G C G U U
H
-OOC – C - NH2
R
A U G U U U C U U G A C C C C U G A G G C C A G
H O H H H H
-OOC – C – N – C – C – N – C- C –N -COH
R H R O R
-
--
Sítios peptidil e 
aminoacil
• O ribossomo possui 3 sítios 
onde cabem moléculas de 
tRNA
• O alongamento da tradução
• Proteínas são geradas do N 
ao C terminal
Ordem de ligação de aminoácidos
Ligação peptídica
Alongamento da tradução
Alongamento ainda...
• O alongamento 
continua até o 
aparecimento 
de um códon de 
parada (stop 
codon)
• UAA
• UAG
UGA
Terminação da Tradução
• Fator de 
terminação liga-
se ao stop
codon
– UAA, UGA, UAG
• Proteína é 
liberada
• Complexo é 
desfeito
• Releasing factor
http://www.biostudio.com/demo_freeman_protein_synthesis.htm
http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072437316/student_view0/chapter15/animations.html#
Tradução em procariotos
Tradução em eucariotos
http://207.207.4.198/pub/flash/26/transmenu_s.swf
• Tempo de execução do
processo
Possíveis erros no 
processo
• Erro na tradução
• Proteína 
incorretamente
produzida
• Dano metabólico
Frameshift
• Alteração da fase de 
leitura (frame)
– tRNAs específicos 
passam pelo stop-
codon
– 4 bases lidas como 3
• Ultrapassa um códon 
de terminação
• Produção de proteínas 
fundidas
Chaperonas I
• Complexo protéico que auxilia 
na montagem da estrutura 3D 
de uma proteína
Chaperonas II
Modificações pós-traducionais
• Formação de ligações dissulfeto/dobramento 
• Clivagem da cadeia
• Fosforilação
• Glicosilação
• Metilação/Acetilação
• Adição de âncoras lipídicas
Regulação 
da função 
protéica
Proteína Pronta!
• E agora?
• Destinos possíveis...
Endereçamento de proteínas
• I - Co-traducional 
(vias de secreção): 
– ER 
– Golgi 
– Membrana 
plasmática 
– Meio 
extracelular
• II- pos-traducional: 
– núcleo
– mitocôndria 
– cloroplasto
– Lisossomos/pero
xissomos
Sinais de endereçamento na Proteína:
1- Seqüência sinal (16-30 aminoácidos no N-terminal) 
2- Sinal de endereçamento nuclear ( 4-8 aminoácidos com carga positiva, ex.: PKKKRLV)
3- Sinal de retençãono RE (KDEL)
Proteínas organelares
• Produzidas com
sinal de exportação
• Sinal é clivado
quando a proteína
alcança seu destino
celular
Proteínas transmembrana
• Domínios hidrofóbicos 
são capazes de invadir 
as regiões lipídicas 
(também 
hidrofóbicas) da 
membrana plasmática
Inibidores de síntese protéica
• Antibióticos inibem a
síntese de proteínas
bacteriana
• Tetraciclina
– Liga no RNA 16S (sub 30S)
– Inibe a ligação do amino-
acyl tRNA no sítio A
• Cloranfenicol
– Liga na subunidade 50S
Conclusões
• Tradução é o processo de produção de proteínas
• A regulação ocorre principalmente na transcrição
– Modificações pós-traducionais são importantes para regular a função 
protéica
• Diferentes tipos de RNAs e proteínas atuam no processo
• A tRNA aminoacil sintetase é a protéina responsável pelo código 
genético
• A última molécula a se juntar ao complexo de iniciação é a 
subunidade maior do ribossomo
• As proteínas normalmente começam com o aminoácido metionina
• A tradução continua até que haja um stop codon
• As proteínas precisam ter uma conformação 3D correta pra 
funcionar (chaperonas ajudam na montagem)
• Muitas proteínas contêm sinais de sinalização celular